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化学 大学生・専門学校生・社会人

【急募】 大学の一般化学(量子力学)の問題です。 波動関数とか、ハミルトニアンとか、、、 わかる問題だけでもいいので解説をお願いします🙇‍♀️🙇‍♀️

全 xce 以下の問題に答えよ。 文字の定義は授業と同じ。 (1) 水素原子における電子のハミルトニアンは,次のように表される。 H² (2 0 - (1² or) + A = - 2me ər (3) • ● Cear HA EGERSAR 0. ●(r, 0,y) = Cerがシュレディンガー方程式の解になるようにαを定め, エネルギー固有値を求めよ。 答えはボーア半径 (do AREOR² = ト) を使った表記とすること。 meez (1,0p) = Crer coseがシュレディンガー方程式の解になるようにβを定め、エネルギー固有値を求め よ。 答えはボーア半径 (a 402. m₂e² を使った表記とすること。 ・規格化定数を求めるために以下の計算を行う。 空欄 ①~③を埋めよ。 以下の問いに答えよ。 AT THE ARE ● = 1 a 1 ²sine 00 (sines) + ²in²00²)- ressin20a2 Sy2dt = fffy2r2sin0drdodyを変数分離し,各変数ごとに定積分を行う。そ に関する定積分を実行すると (1) (B)-SIEDS F 9 に関する定積分を実行すると CARTE* ONE 31011218018 積分公式Sorne-br drを使ってrに関する定積分を実行すると 従ってC=1/√32ma5 水素様原子のシュレーディンガー方程式は 1²/10 a 1 ə rasino ao (1-²2 20 (²²0). + ər arl 2m (2) 水素原子における1s軌道の波動関数は Cer/ で与えられる。 ただしは規格化定数である。 動径分 VEAU 布関数電子が原子核から距離rの球面上に存在する確率密度) の極大値を求めよ。 HOFFE HISENSE CO 2 SMERES a sino 200+ E = 4πεr 1 2² Ze² y(r,0,9). ressin2002 4πεor である (ポテンシャルエネルギーの項で, e2がZe2になっている)。 以下の問いに答えよ。 100 Jy² dr VEEBR 3 TERENGUKS GA ここで各原子 (4) H2分子の分子軌道を水素の1s原子軌道XA XBの線形結合↓ =CaX^+ CaXで近似する。 軌道の中心はそれぞれ原子核 (H+) A, B である。 1電子エネルギーの期待値は=(2) Syd_cha+Cfa + 2CACBβ (8− 1)\1 = (x1 T4² dr C+C E = で与えられる。 ただしα, βはそれぞれクーロン積分, 共鳴積分であり、重なり積分は無視している。 ERSACERO 以下の問いに答えよ。 (1) Eが最小になる条件から永年行列式を導け。 永年行列式を解いて、 結合性軌道のエネルギーを求めよ。 1 514 r' =Zrとおいてrとp(r', 0,p)を用いたシュレディンガー方程式を書け。 水素原子の規格化された原子軌道とエネルギーをそれぞれce", Enとして, 水素様原子の1s軌道 のエネルギーと規格化された波動関数を求めよ。 答えにC, α, Enを使ってよい。 C²+C² (r,0,0) = E(r,0,9) (5) 異核2原子分子 AB の分子軌道を原子軌道XA XBの線形結合 = CAXA CBXBで近似すると, 1電子工 ネルギーの期待値は Sdr_chan+Cfap+2C^CBβ TOUCU BOUCA

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4番のBがどうしてもわからないので教えていただきたいです!Aはおそらくペンタジエンが対称的に2個くっついているものだと思います。

おり [V] 以下に記述した反応に関して、 問 1~5に答えなさい。 分子式 CoHo の化合物 (A) にアセチレンジカルボン酸ジメチルエステル MeO2CC=CCO2 Me を加え, 加熱すると Diels-Alder 反応が起こり、 生成物 (B) およびその構造異性体 (C) が得られた。 生成物 (B)には4種類のプロトンがあ り,生成物 (C) には7種類のプロトンがある事が, 'H-NMRから分かった。 各シグナルのケミカルシフト (8値、TMS 基準)とプロトン数を以下に示した。 (B): 6.02 (4H, vinyl-H), 3.56 (6H, methyl-H), 3.28 (4H, methine-H), 2.48 (2H, methine-H). (C): 5.83 (2H, vinyl-H), 3.72 (6H, methyl-H), 3.25 (2H, methine-H), 2.97 (2H, methine-H), 2.7 (1H, methine-H), 2.5 (1H, methine-H), 2.13 (2H, methine- H). 問1 化合物 (A) の不飽和度を答えなさい。 問2 化合物(A) の 'H-NMR では 3.1, 6.4, 6.6ppmに1:2:2の強度比の シグナルが,いずれも多重線として現れた。 プロトンデカップリング 13C-NMR でも3本のシグナルだけが現れた。これらのNMRデータから考えられる構造式を 2種類, 示しなさい。 (ヒント: 一方の構造は5員環を含み、 他方は6員環を含む) 問3 この Diels-Alder 反応生成物 (B), (C) は, 化合物 (A) 1分子に対して アセチレンジカルボン酸ジメチルエステルが何分子反応したものか答えなさい。 問4 実際には化合物 (A) は5員環構造を持つものであるが, その反応生成物 (B) の構造を示しなさい。 問5 反応生成物 (C) の構造を示しなさい。

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12の答えの混成について、これであっていますか?

が単結合の2倍より小さいことに注意せよ。 これは二重結合の元部分の側面からの重なり がo部分の正面からの重なりほど有効でないためである。 例題1·3 点電子構造と線結合構造を書く 生体組織の防腐剤として広く用いられるホルムアルデヒド CH,Oは炭素-酸素二重結合 をもっている。 ホルムアルデヒドの点電子構造と線結合構造を書き,炭素原子軌道の混 を示せ、 解き方 水素は1本の, 炭素は4本の, 酸素は2本の共有結合をつくることはすでに んだ、試行錯誤と直感でこれらの原子を結び付ける。 解答 二つの水素と一つの酸素が炭素と結合する仕方はただ一つっしかない。 II HC-H H H 点電子構造 線結合構造 エチレンの炭素原子と同様,ホルムアルデヒドの炭素原子も二重結合をもち, sp? 週 である。 問題1·10 プロペン CH:CH=CH2 の線結合構造を書け. すべての炭素原子軌道の を示して、各結合角を予測せよ。 問題1·11 1,3-ブタジエンH:C=CH-CH=CH2の線結合構造を書け.すべての炭 子軌道の混成を示して, 各結合角を予測せよ。 問題1·12 右にアスピリン (アセチルサリチル 酸)の分子モデルを示す. アスピリン中のすべて の炭素原子軌道の混成の様子を示せ.また, どの 原子が非共有電子対をもつかも示せ (灰色: C, 赤: 0, アイボリー: H). アスピリ (アセチ サリチ 1.9 sp 混成軌道とアセチレンの構造 二つあるいは四つの電子を共有することにより単結合と二重結合をつくることが 他に,炭素は6個の電子を共有して三重結合をつくることができる、 アセチレン(ニ H-C=C-Hのような分子の三重結合を説明するには3番目の混成軌道, sp 混成事

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